烟气在线监测范文1
关键词：CEMS烟气；在线检测
前言
随着我国节能减排力度的加大，企业环保与经营管理念的提升和可持续性发展也迫切要求企业通过加强监测、强化管理的手段来解决污染问题。我厂近年来也日益重视环境监测问题和完善监测系统，在#8机安装CEMS烟气排放在线监测系统开始进行烟尘和SO2浓度监测。
淮北发电厂与许多企业一样都无法避免有污染排放点，少则几个、多则几十个，金属粉尘和SO2是气型污染物的主要污染因子，这些污染源排放的大量粉尘和SO2烟气，不仅加剧了各种设施的腐蚀，而且对周边环境也造成了极大的危害。
烟气排放在线监测系统（CEMS）面对的困难与问题很多：高温、高粉尘、高水份、负压及腐蚀性等恶劣气体条件；应保证必要的检测准确度；应有较快的反应速度；应易操作、易检修；防尘、防溅、防腐等防护要求；应有较高的自动化程度，较少的维护工作量，因此应对气体成分、粉尘浓度、烟气流量等进行分析。
一、气体成分分析
过去主要采用传统的分析方法如化学分析法、气相色谱法，其缺点是：必须对烟气进行人工取样，在实验室进行分析，其中操作者的操作技能对分析的精度有很大影响；而且传统方法只能单一成份地逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能；分析费时，响应速度慢，效率低，难以实时地分析工况。而目前#8机采用的是光学技术，在不影响被测气体本身状态时于烟道上进行实时的直接测量。其原理是气流通过测量探头同时吸收仪器发出的光使光强衰减，测出衰减程度即确定了SO2含量。该法具有以下特点：利用SO2对一定波长紫外光的强吸收特性消除其它成份影响；可测范围大，可达0～6000 mg/Nm3。
另一种是抽取方式――即将气体从烟道中抽取出来进行预处理后、再分析确定其含量。在线检测方法主要有热导式、红外线式和紫外线三种。不同测量方法与系统集成方式其适应性、性能价格比均不同。
热导式是基于混合气体中不同气体组份的导热系数（转变为热丝电阻值的变化）不同的原理，许多企业应用情况欠佳――冒正压时维护量较大，负压大时难以抽取样气；虽一次购置成本低但长期运行难维护、维修成本较高。此法不能用于检测低浓度（≤0.5%）SO2的场合。
紫外线式是基于被测气体组份分子对紫外光选择性的辐射吸收原理，最大特点是采用长寿命空心阴极灯做光源，稳定性较高；适宜在线测量低浓度SO2烟气，但在同等性能、功能情况下仪表价格较高。
红外线式则基于非分光红外吸收测量法的原理，分层四气室的独特设计具有理想的抗干扰能力；其测量范围宽，从0～100ppm至0～100%SO2，适应用于低浓度SO2波动范围较大的场合；其性能指标优越，重复性好，零点与量程漂移小于±1%F.S/7d。若设计匹配、有效的预处理装置（粉尘过滤、除水、除酸、压力流量调节、抽气泵、冷凝器）和电控单元等，则可实现在线检测的高稳定性、高准确性运行，尤其是ABB公司（德国Hartman & Braun）Uras14 NDIR红外分析仪在国内有着良好的应用业绩。
二、 粉尘浓度测量
目前#8机采用光透射原理――当可控光源穿过带有微小颗粒的气体时，一个高灵敏的传感器可检测出被微小颗粒吸收的光能，并将其与参比光进行比较从而确定透射值或浊度值，再进一步得出粉尘浓度值，利用传统的红外吸收原理及最新的窄带干涉滤光片技术、集气体成分测量与粉尘测量于一体，简化了测量和处理过程。
此类装置具有以下特点：以光学技术为基础，自动完成测量、控制、线性测试以及污染物检测功能，反应速度快、无采样处理过程；带有反吹装置，防止光学镜头面不受污染；具备快速切断阀可在吹扫装置失效后自动保护仪器；安装简便，发射与检测单元可通过法兰安装在烟管两侧；多种信号输出（0/2/4-20mA模拟输出、数字输出、RS232与RS485通讯接口）和显示，可满足各类测量、控制与系统集成要求。
三、 烟气流量检测装置
目前流量检测方法与装置很多，但要解决好粉尘堵塞与可能存在的腐蚀以及降温后的冷凝等问题，解决大管径、低流速、宽量程比、低静压等问题，要达到预期的准确性与可靠性，须慎重选型设计。
美国INTEK公司、KURZ公司的产品进入中国市场多年，检测SO2烟气流量也有多年成功经验，其性能稳定，数据准确可靠；维护与运行成本低，管径增大购置成本增加不多；采用插入式安装结构，拆装检修方便；信号直接由非电量变换成电量，便于信号处理；在小流量、介质的雷诺数很低的情况下有较好的测量进度。该类流量计近年来在国内外有较好的信誉和市场，但不太适宜于污染物（有粘性的）多、介质的温度变化剧烈的流体流量测量。
节流式流量计――采用满管式安装与测量，精度略高、有国际标准可循，但也有其局限性：管径越大造价越高、安装检修不便，维护工作量大；介质压力传输会带来堵塞、降温引起冷凝加剧腐蚀、结垢；使用中影响精度的因素多如工况参数变化、前后直管段不够、锐角磨损等，都会使其不确定度增大；测量范围窄、仅为3：1，压损大、能耗大运行费用高。
均速管流量计――原理上与节流式流量计同属于差压使流量计，精度较节流式流量计略低但比单点测量法略高、因其测得的是管截面上介质的平均速度，具有一定的代表性，反映了管内流速分布变化规律；造价比节流法低，但它避免不了上述节流式流量计的其它缺点，在流速较高、粉尘较多时易堵塞，而在低流速时输出差压小；其流量系数受测管大小、工艺管径比、安装等因素的影响。
涡街流量计――可采用插入式结构测量中心点的流速，不存在差压式流量计的缺陷，在粉尘干燥、流速较高情况下，发生体堵塞的可能性小，信噪比高，维护量不大。应用中应注意振动与仪表运行可靠性选择问题。涡轮流量计灵敏度高，但难以长期适应含尘环境。（注：当粉尘浓度小于100g/Nm3时，一般可不考虑粉尘浓度对流量测量示值的影响。）
弯管流量计结构简单，内无任何附加节流件、插入件和可动部件，不易堵塞、无压力损失，因此适合于大管径、低流速、低静压、多粉尘与腐蚀较强的场合，但它对90°弯头的结构尺寸有要求：圆滑、管内无毛刺；对于特大管径安装检修复杂；输出差压也较小。
在正确选型设计与安装调试的同时，为了确保准确测量，除了应定期进行维护维修工作外，必要时应设计安装定期吹扫、清洗仪表探头装置，定期处理探头上粘结的污物、信号取压口与引压口及引压管的粉尘沉积或堵塞等。
烟气在线监测范文2
关键词：量化管理；有效性；评分。
Abstract: Analysis of online monitoring system for flue gas emission characteristics of the measured object, quantitative management approach to develop CEMS equipment, the establishment of installation, commissioning, alignment, operation, audit score mechanism to ensure the validity of CEMS data. Key words: Quantitative Management; Effectiveness; Score.
1 引言
近年来企业环境保护与在线监测需求越来越大，制造商推介的烟气排放在线监测系统（CEMS）也不少，但不同企业、不同烟气排放点有着不同的对象特征。CEMS用户在前期检测仪表的选型设计与仪表系统的集成方面空间越来越多，但是过程分析面对的困难与问题很多：高温、高粉尘、高水份、负压及腐蚀性等恶劣气体条件。如何保证必要的检测准确度，较快的反应速度，易安装、易标定，防尘、防溅、防腐等防护要求，分析被测对象特征，再研究设计与生产工艺条件相匹配，制定出CEMS设备的量化管理量化考核管理办法，才能保证CEMS数据的有效性。
2 安装调试量化管理工作
任何一套CEMS设备是否正常工作，前期的设备选型及安装调试工作是否正常为数据有效性的前提，完成以下工作是CEMS设备正常运营的基础。
2.1掌握排污企业基本情况
主要包括企业名称；地址；邮政编码；联系人；固定电话；移动电话；主要产品情况；产品设计生产能力；实际产量；企业生产状况；企业脱硫设备运行情况；除尘设备运行情况；环评批复对在线设备要求及文号等。
2.2确定每个设备技术指标
CEMS包括二氧化硫、氮氧化物、尘、温度、压力、流速、流量、氧量、湿度等技术指标，需要确定每项指标的设备型号；出厂编号；生产商；集成商；生产许可证编号；环保产品认证编号；方法原理；检出限；测定量程；运营单位。
2.3明确安装位置
烟囱位置包括：东经度分秒；北纬度分秒；与边界距离等。
烟囱规范化情况包括：烟囱材质；烟囱高度；平台高度；爬梯类型；平台防震及防雷情况。
2.4 试运行主要工作
站房、辅助措施：保持站房清洁，保证监测用站房内的温度、湿度满足仪器正常运行的需要，辅助设备工作正常。
气路等管路：定期维护和清洗，保证气路畅通，防止堵塞、泄露，是否有记录。
在线监测设备：是否定期清洗、更换耗材，定期校准仪器，是否有记录。
电路、仪器传输：保持电路、传输仪器是否正常工作。
日常维护及巡检：是否按HJ/T75-2007中的规定要求对系统进行日常维护并做好巡检记录。
检修：是否按要求进行在线监测设备的检修、停用、拆除或者更换并做记录。
2.5 质量保证和质量控制要素
操作人员：操作人员是否按国家相关规定，经培训考核合格，持证上岗。
标准气体：是否定期对标准气体进行核查，结果符合要求并记录。
定期校准：是否按HJ/T75-2007要求对在线设备定期进行校准，结果符合要求并记录。
2.6 联网稳定度
联网通讯稳定性包括：现场机在线率为90％以上；正常情况下，掉线后，应在5分钟之内重新上线；单台数据采集传输仪每日掉线次数在5次以内；报文传输稳定性在99％以上，当出现报文错误或丢失时，启动纠错逻辑，要求数据采集传输仪重新发送报文。
2.7 数据准确性
数据传输正确性：在线监测仪器显示值、数据采集传输仪数据和上位机接受的数据这三个环节的实时数据是否保持一致。
在线监测设备验收：是否已经验收、并提供监测报告和验收报告。
比对监测：当地环境保护技术主管部门按HJ/T75-2007中7.2每年不定期地对烟气CEMS技术性能指标至少进行一次比对监测，但监测样品数量可相应减少，监测颗粒物、流速、烟温等样品数量至少3对（指代表整个烟道断面的平均值），抽检气态污染物样品数量至少6对，抽检结果应符合本标准7.4。
2.8设备运行率
运行时间：主要设备平均无故障连续运行时间；其余辅助设备平均无故障运行时间。
设备运行率：设备运行率%=（实际运行小时/企业排放小时数）*100%。
2.9 仪器技术档案
基本要求：档案中的表格是否采用统一的标准格式；记录是否完成、清晰、是否有专业维修人员的签字；是否可从技术档案中查阅和了解仪器设备的使用、维修和性能检验等全部历史资料，以及对运行的各台仪器设备做出的正确的评价；与仪器相关的记录是否在现场并妥善保存。
档案内容：是否有仪器的生产厂家、系统的安装单位和竣工验收记录；是否有监测仪器校准的例行记录；是否有监测仪器的运行调试报告、例行检查、维护保养记录；是否有检定机构的检定或校验记录；是否有仪器设备的检修、易耗品的定期更换记录；是否有各种仪器的操作、使用、维护规范。
3 设备运营量化管理工作
3.1日常巡检维护内容
基本情况：企业名称；巡检日期；设备名称；规格型号；设备编号；维护管理单位；安装地点；维护保养人。
烟气监测系统：探头滤芯、采样管、伴热管是否堵塞；采样探头反吹是否正常，电磁阀、反吹气源是否正常；采样泵、致冷器、过滤器、采样流量是否正常；直接烟气分析仪的净化装置管路、风机、过滤器、风量；吸附剂、干燥剂是否过期；烟气监测数据是否正常，分析仪（直抽式）校准是否正常；标气的浓度、有效期时间、剩余压力。
烟尘监测系统：鼓风机、风管、空气过滤器等部件工作是否正常；穿法烟尘分析仪的光点是否偏移；烟尘监测数据是否正常。
流速监测系统：检查皮托管的反吹管路、控制阀等是否正常；超声波法：检查鼓风机、软管、过滤器等部件是否正常；监测流速值是否正常。
其它烟气监测参数：温度测量值是否正常；湿度测量值是否正常；氧量测量值是否正常。
数据采集传输装置：各通讯线的连接是否松动；数据传输卡上的费用；分析仪、工控机、数据采集传输仪上的数据是否一致。
其它辅助设备：空气压缩系统是否正常；分水器、储气装置中的水是否放掉；室内的温度、湿度是否正常；分析站房的门窗是否密封；站房的清洁卫生。
3.2零漂、跨漂校准内容
首先每次校准如实填写设备名称；规格型号；设备编号；维护管理单位；安装地点；上次校准时间。
其次要了解每个测量组分（包括二氧化硫、一氧化氮、氧量、流速、尘量等）的分析仪原理；分析仪量程；计量单位。填写每个组分的零点漂移校准结果：零气浓度值；校前测试值；零点漂移%；仪器校准是否正常；校准后测试值。每个测量组分的跨度漂移校准结果：标气浓度值；校前测试值；跨度漂移%；仪器校准是否正常；校准后测试值。
3.3 比对测试内容
CEMS仪器：设备名称；规格型号；设备编号；维护管理单位；安装地点；上次校验时间。
参比仪器：仪器名称;仪器型号;仪器供应商。
比对内容：检测时间（包括二氧化硫、一氧化氮、氧量、尘量、温度、压力、流速、湿度）； CEMS和参比仪器的测量原理；CEMS和参比方法测定值；CEMS和参比方法测定平均值；CEMS和参比方法测量单位；评价标准（HJ/T75-2007）；相对误差（%）；每一组分评价结果。
比对结论：如校验合格前对系统进行过处理、调整、参数修改，说明情况。如校验后，烟尘分析仪、流速仪的原校正系统改动，说明情况。总体校验结论是否合格。
3.4 调试维修内容
准确记录CEMS设备停机时间、站点名称。
分别记录烟尘测试仪、烟气分析仪、烟气参数测试仪、加热采样装置(含自控温气体伴热管)、气体制冷装置、数据采集与处理控制部分、空压机及反吹风机部分、采样泵、蠕动泵、控制阀部分、站房等更换部件清单以及检修情况描述。
每次检修必须做好停机检修情况总结，包括本次检修对策总结、检修人员签名及离站时间。
3.5 易耗品更换记录
每次更换易耗品必须记录设备名称；规格型号；设备编号；维护管理单位；安装地点；维护保养人；更换时间，责任人签字。
每种易耗品更换后要记录序号；易耗品名称；规格型号；单位；数量；更换原因说明。
3.6 标准物质更换记录
每次更换标准物质必须记录设备名称；规格型号；设备编号；维护管理单位；安装地点；维护保养人；更换时间，责任人签字。
每种标准更换后要记录序号；标准物质名称；规格型号；单位；数量；供应商。
4 周期自检审核量化评分
5.结论
烟气在线监测范文3
关键词：CEMS 烟气 连续监测 SO2 NOx 烟尘
中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0122-01
我厂主要是LNG、9F级的2×393MW燃气蒸汽联合循环，德国西门子原装LNG燃机，上海电气的发电机及汽轮机，余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环、燃汽轮机余热锅炉，该余热锅炉由杭州锅炉集团股份有限公司，引进德国西门子公司，全套燃气轮机余热锅炉设计技术，设计制造本套汽轮机余热锅炉。我厂分别在#1、#2余热锅炉烟囱顶部安装了一套ABB公司生产的EL3020型烟气排放连续自动监测系统（CEMS），该系统采用紫外差分吸收光谱法，即长光程差分吸收光谱法（DOAS）原理研制而成，成功实现了烟气排放（SO2、NOx、烟尘）在线实时自动监测。
1 系统介绍
1.1 烟气排放连续监测系统的定义
连续测定颗粒物和/或气态污染物浓度和排放率所需要的全部设备，英文名称“Continuous Emission Monitoring System”，简称“CEMS”。它是由采样、测试、数据采集和处理三个子系统组成的监测体系。
1.2 CEMS组成和描述
烟气CEMS由颗粒物CEMS和/或气态污染物CEMS（含O2或CO2）、烟气参数测定子系统组成。通过采样方式或非采样方式，测定烟气中的污染物浓度，同时测定烟气的温度、压力、流速或流量、烟气的含氧量，烟气的含水分量（或输入烟气含水量）；计算烟气污染物排放率、排放量；显示和打印各种参数、图表并通过数据、图文传输系统传输至管理部门。
1.3 烟气在线监测仪
1.3.1 烟气在线监测仪的构成和原理
YDZX-01型烟气排放连续监测系统包括烟气测试分析仪、氧量分析仪、流速仪、净化空气吹扫系统等几部分。烟气在线监测仪完成SO2、NOx、烟尘浓度的测量，流速仪完成对流速、烟气温度、烟气压力等的测量，经过RS232口传至现场工控机，完成数据采集、处理、存储。净化空气吹扫系统向测试仪镜片不断的吹扫，以保持测试仪镜片的清洁。
在整套设备中，烟气测试分析仪是核心，所有原始数据的获得全由它完成。分析仪主要包括光学系统、机械结构、电子学测量和控制系统等部分。
1.3.2 光学系统
光学系统是完成烟气光谱采样的关键。光学系统主要由发射和接收两大部分组成，包括光源、透镜、角反射器、狭缝和多道光谱仪等。光源发出的光经过透镜直接进入烟道中，通过烟气吸收后经角反射器返回，由狭逢进入光谱仪，由光栅分光，在光栅色散焦平面由二极管阵列探测器（PDA）接收。
1.3.3 机械结构
机械结构部分包括插入式气体采样管、二极管阵列探测器的线性检测及本底测量装置的机械驱动。考虑到烟道中温度很高，而且有SO2等腐蚀性很强的污染气体，所以气体通道包括测量槽及有关配件均采用不锈钢、透紫外光的石英玻璃材料制作。气体通道上的光学元件和密封元件均耐高温耐腐蚀。
1.3.4 插入式气体采样管
它是测量和采样的关键，将其置入烟道内，满足了连续在线监测的要求，省去了抽气方式中的长距离采样加热管道、过滤器、冷凝器等复杂装置，简化了系统设计，使系统安装和控制更方便。
1.3.5 工作过程
光谱法测量污染气体浓度是利用光在气体中传播时气体分子对光的吸收，在一定条件下，遵循朗伯-比尔定律，即光通过气体后，有一部分被吸收，其吸光度与气体分子浓度及气层厚度的乘积成正比。仪器利用气态污染物对特定波段的光具有吸收特性，选择波段在200～320 nm的紫外光作光源，因为在此波段内水分子和其它气体几乎没有吸收。入射光被污染物吸收后，经光栅分光，由高灵敏二级管阵列探测器测量吸收光谱，并由此经计算机根据Beer定律，利用反演算法得到污染物的种类和含量。
光源发出的宽带光谱经石英聚光透镜后通过光分束器，再由反射镜反射到准直透镜，通过前窗镜照射到探头后端的角反射镜上，探头窗镜上装有透光波段200～250 nm的紫外滤光片。角反射镜反射光按原光路返回到光分束器上，然后经过准直透镜照射到光谱仪的入射狭缝上，通过光栅色散形成光谱。高灵敏度线阵CCD探测器将光信号转变为电信号，CCD探测器输出的信号经前置放大器放大后送入高速信号采集A/D和CPU处理单元；控制处理单元的功能是将该信号数字化并存入存储器，然后由系统总控制单元采用适当地算法对其进行处理得到SO2、NOx浓度等信息。在数据分析和处理中采用硬件和软件平均滤波技术，构成了差分吸收光谱测量系统，从而使光源强度随着时间的慢变化不影响测量精度。由于计算是通过吸收峰来进行的，是由谱线的峰值和谷值来反演出来的，而粉尘只是对整条谱线起着衰减的效果，因此粉尘的变化不会对测量结果产生影响；监测过程烟气中主要吸收气体分布。
2 应用
烟尘、氧量、SO2、NOx温度、流速参量分别由烟尘监测仪、氧分析仪及变送器、热电偶、皮托管和压差传感器测量，这些仪器把测量结果传送到信号调理器（变送器），信号调理器（变送器）把这些信号转换成数字信号，以RS485方式传送到仪表间内的数据采集器。数据采集控制器汇集各智能化仪器的测量数据和系统工作状态并上报给控制中心的中心控制数据网络服务器，同时控制整套监测仪器的运行。控制中心主要由一台中心控制室数据网络服务器及其设备构成。控制中心目前的主要连接一个或多个前端数据采集器，控制中心最终数据与机组主控室中的DCS系统相连，在DCS系统上设定CEMS烟气连续自动监测区域，显示实时数据和系统运行状态。查看历史数据，可以图表形式显示历史数据，可对各种图形进行任意放大、缩小，图表显示排气量以及烟尘、SO2、NOx、O2、CO、CO2的排放量以当时相对应的发电负荷，各种数据报表的打印与输出。定时向管理部门发送排放数据报告，并可随时响应管理部门的远程数据查询。相关环保部门可以通过网络得到所监测各污染气体的排放数据的报告，起到了真实的远程监督的作用。
烟气在线监测范文4
关键词：CEMS 沥青混合料 有害气体 沥青烟 监测方法
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0087-02
自20世纪50年代以来，我国公路建设快速发展，交通量日益增大，车速逐渐提高，对路面性能提出了更高的要求。而沥青路面凭借优越的使用性能和行车舒适性，在我国已建成的高级和次高级路面中占了相当大的比重，因此，对沥青混合料的需求量也大大增加。
但是沥青混合料的使用会产生各种的有害气体，根据国外资料[1]， 沥青混合料在拌和、摊铺过程中分别会产生一氧化碳、二氧化硫、氧化氮类有害气体以及沥青烟，它们在不同程度上影响着我们的生存环境。特别需要指出的是，沥青烟中还包含着部分致癌和强致癌物质，对我们的身体健康造成了极大的威胁。
然而对于沥青混合料有害气体的排放，却没有一个系统的连续监测方法。我们依据广泛应用在火电厂气体排放连续监测的CEMS系统，结合沥青道路摊铺过程中排放的有害气体的特点，构建一个基于CEMS的沥青混合料有害气体排放连续监测体系，为不同环境下沥青混合料的排放，提供一个科学、定量的分析。
1 CEMS简介
CEMS即烟气排放连续监测系统（Continuous Emission Monitoring System，简称CEMS），主要用于火电厂的烟气有组织排放连续监测，由烟尘监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数测试子系统、系统控制及数据采集处理子系统、信号输送通讯系统等组成[7-11]。CEMS通过采样方式或非采样方式，测试烟气中污染物浓度，并同时测试烟气温度、烟气压力、烟气流量、烟气湿度、氧量等参数，按国家有关标准显示与记录，能够实现污染物排放监测的在线性、连续性、准确性及数据处理和输出打印的完整性[15]。
2 基于CEMS的沥青混合料有害气体连续监测方法
针对沥青混合料施工过程中有害气体无组织排放特性， 基于原有的CEMS系统，我们去掉信号输送通讯系统，简化控制及数据采集处理子系统、烟气排放参数测试子系统，保留气态污染物监测子系统，替换烟尘监测子系统为沥青烟监测子系统，并另行设计一套适用于无组织排放监测的采样系统，形成N-CEMS（即新型-CEMS）系统结构如图1所示。
2.1 N-CEMS采样系统
N-CEMS系统采样部分主要由一个采样罩、一个干燥和冷却结构组成。通过手动操作，在沥青混合料施工现场选取采样点进行样品气体采集
采样罩是用于采集和捕捉气体污染物的装置，将沥青在摊铺和碾压过程中排放的有害气体在扩散到大气之前吸入罩内，进入干燥和冷却系统，以减少施工现场环境对排放浓度的影响。同时，采样罩的设计和构造还考虑了操作的方便和灵活性，适合于多采样点。
2.2 N-CEMS沥青烟监测子系统
沥青烟监测子系统主要监测沥青烟浓度。在原有CEMS中，沥青烟的采样和监测没有成熟的应用，但是专门对沥青烟的采样和检测已经有一定的成果。其主要分析方法有重量法、紫外分光光度法、色谱法等。
重量法[14]是指将沥青烟收集到已恒重的收集器中，除去水分后，由采样前后收集器的增量计算沥青烟的含量。
紫外分光光度法[15-16]是用环己烷作溶剂，采用紫外分光光度计测量吸收液在固定波长处的吸光度，再通过与标准曲线的矫正，从而得出沥青烟的浓度。
色谱法是对沥青烟定性、定量分析的另一个方法，就是气相色谱质谱联用（GC/MS）技术。气质联用以其用时少、精确度高等优点备受人们青睐。气质联用可以对沥青烟准确无误的定性和定量，其测定浓度可以达到几微克。
综合以上的方法，我们采用色谱法，将其运用到运用到N-CEMS沥青烟监测子系统中，让实现连续、实时、在线监测沥青烟浓度的功能。
2.3 气态污染物监测子系统
气态污染物监测子系统采用稀释采样法，主要监测CO、SO2、NOx等气体的浓度。图3为采样状态的流程简图。
2.3.1 CO的连续监测方法
CO的连续监测方法主要有非色散红外吸收法、气相色谱法两种。
（1）非色散红外吸收法：一氧化碳对4.67 nm，4.72 nm二波长处的红外辐射具有选择性吸收，在一定波长范围内，吸收值与一氧化碳的浓度呈线性关系（遵循朗伯―比耳定律），根据吸收值确定样品中一氧化碳的浓度。
（2）气相色谱法：本方法适用于连续测定空气中的一氧化碳的浓度。采样的一氧化碳可经色谱柱分离后，进入转化炉与氢气反应生成CH4，即
CO+2H2CH4+H2O
而甲烷浓度可由仪器直接测定，从而间接得到一氧化碳浓度。
本论文中对CO的连续监测采用气相色谱法。
2.3.2 SO2的连续监测方法
SO2的连续监测方法主要有红外吸收法（NDIR法）、紫外吸收法（UV法）和紫外荧光法三种。
（1）红外吸收法：通过测量SO2对7.3 μm附近的红外线吸收量的变化，连续测定烟气中SO2的浓度。该方法抗水分、CO 、CO2的干扰能力较弱。
（2）紫外吸收法：通过SO2在280～320 nm附近的紫外光吸收原理进行测定。仪器维修容易，不易受气流量、水蒸汽、CO2的影响。
（3）紫外荧光法：通过一定波长的紫外光（214 nm）照射到含有SO2的气样上，激发SO2产生荧光，用光电倍增管检测荧光强度，测定烟气中的SO2浓度。紫外荧光法受芳香烃和水蒸汽的干扰，适用于芳香烃和水蒸汽干扰可以忽略或消除的场合，较适用于稀释采样法。
本论文中对SO2的连续监测采用紫外吸收法。
2.3.3 NOx的连续监测方法
NOx的连续监测方法有红外吸收法、紫外吸收法、脉冲荧光法和化学发光法四种。
（1）红外吸收法：通过测量NO对5.3 μm附近的红外线吸收量的变化，连续测定烟气中NO浓度。NO2是通过还原转换器转换成NO再测量。抗水份、CO、CO2、SO2及有机物的干扰能力较弱。
（2）紫外吸收法：通过NO在195～230 nm附近或NO2在350～450 nm附近的紫外光吸收原理进行测定。仪器维修容易，不易受气流量、水蒸汽、CO2的影响。
（3）脉冲荧光法：采用脉冲紫外光照射到含有NOx的气样上，激发NOx产生荧光，用光电倍增管检测荧光强度，测定烟气中的NOx浓度。受芳香烃和水蒸汽的干扰，较适用于稀释采样法。
（4）化学发光法：测量NOx是NO和O3反应产生激发态的NO2，激发态的NO2转为常态的NO2时，伴随着光子的发射，产生化学发光，测量发光强度即NO浓度。适用于共存的二氧化碳干扰可以忽略或消除的场合。
本论文中对SO2的连续监测采用脉冲荧光法。
3 结语
基于CEMS系统，去掉信号输送通讯系统，简化控制及数据采集处理子系统、烟气排放参数测试子系统，保留气态污染物监测子系统，替换烟尘监测子系统为沥青烟监测子系统，并另行设计一套适用于无组织排放监测的采样系统，实现了对沥青混合料有害气体排放的连续监测。 文中以AC-20沥青混合料为例，以室内试验模拟沥青混合料生产和使用各环节中的有害气体排放实况，对N-CEMS系统的监测效果进行评价，同时总结了在拌合、摊铺、碾压各环节中各类有害气体的排放特点，发现各类有害气体在拌合工序的排放量显著高于其它工序。对于不同类型的沥青混合料，具体的排放特性宜做进一步研究。
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烟气在线监测范文5
关键词:烟气排放 连续监测 故障 处理
1、CEMS系统简介
烟气排放连续监测系统(continuous emissions monitoring system,CEMS)是由烟尘监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统组成。主要测量参数有:颗粒物、气态污染物的监测(SO2、NOx、CO、烟尘等)、烟气参数(含氧量、流速、温度、湿度、压力、流速等)。其中SO2和NOx为关键参数,同时CEMS系统的大部分故障也来自这两项参数的测量回路上,因此本文主要针对SO2和NO测量系统中经常出现的故障进行分析。
在CEMS系统中,常采用测量SO2和NOx的方法有直插式、抽取式、稀释式3种,其中直插式电厂较少使用。直接抽取法(加热管线法)和稀释法比较如表1:
(1)采样探头:采样探头设计采用独特的音速小孔设计。当系统能够满足设定的最小真空度要求时,音速小孔两端的压差将大于0.46倍,此时通过音速小孔的气体流量将是恒定的,温度,压力的变化将不会影响稀释比。稀释系统保证的是稀释比的恒定,而并非给出一个确认的稀释比例。通过稀释比例的恒定,保证系统的准确性。
采样探头由真空射流器、音速小管、样气处理装置、气路管线、加热护套等组成,稀释采样器的主要用途是利用已净化的空气对较高浓度的烟气化学组分按比例进行稀释,降低露点,保证样气不因凝结损耗而影响其浓度真值。其优点是不需要电源加热,但烟气温度、压力的变化会影响稀释比的变化。零空气发生器是由过滤器、干燥机及吸附剂等集成,作用是产生干净干燥的压缩空气,用于对烟气的稀释和对仪器零点进行标定.
(2)采样管线:采样管线由四根聚四氟乙烯管组成,其中两根分别用于往采样探头输送校准气和稀释空气,一根用于往各种分析仪器输送稀释后的烟气样品,另一根用于探头部分的真宅度监测。采样管线除真空管线外都是正压,从而避免了由气体泄漏所引人的误差。采样管线距离可达100米。
(3)稀释空气净化系统:稀释空气和零点校准气采用除尘、除水、除油,以及必要时除CO2和浓度过高的空气本底中的SO2:和NOx,的仪表空气,它应该是干燥的,露点为-30℃到-40℃,压力620±68KPa。热电公司采用专门的空气净化装置,很好地满足了以上要求。
2、系统日常维护
为保证系统能够正常地运行,需要定期对系统进行维护,维护包括检查、故障判断及简单修理等。
日常检查的工作主要是巡视检查,当发现系统工作异常时进行处理。
(1)烟气成分分析系统的日常维护:1)检查进入到烟气成分分析系统的零气压力,必须大于4kg/cm2,否则不能保证音速小孔两端压力比满足要求,形不成恒定的稀释比,影响烟气测量的准确性。2)检查探头控制器前面板的压力表计。探头加热器控制面板上有三个压力表,其中一个是零气压力,一个是文丘里管的真空压力,另一个是样气压力表,在正常工作状态下要求真空表数值不得小于13mmHg。3)检查烟气分析仪前面板的报警提示,根据报警提示发现烟气分析系统的潜在问题。4)定期标定,为保证测量精度按规定一星期标定一次。5)为防止探头堵塞,一个月清理一次探头,清理粗过滤器,更换石英棉。
(2)常见缺陷及处理方法:1)采样泵故障或泵膜损坏,现象就是分析仪运行有异音或分析仪前面板提示样气流量低,方法就是清理泵膜,更换泵膜或采样泵。2)探头加热套管短路引起系统掉电,一般发生在烟气出口安装的探头上。采样探头工作在潮湿的烟道中,水汽会沿着探头加热套管与探头之间的分析进入,引起短路,进而引起烟气监测系统掉电。原来的处理方法是更换新的探头加热套管。但是在烟道湿度大的情况下探头加热套管进水引起系统掉电频频出现,导致维护工作量极大,无法保证CEMS系统的投入率。后来采取的办法是将采样探头除了前端粗过滤部分以外的部分全部密封,这样既不影响烟气系统正常采样,又减轻了维护的工作量。3)粗过滤器堵塞或音速小管堵塞,清理粗过滤器上的积灰,更换石英棉或音速小管。
3、结语
根据对CEMS系统运行维护得出的经验,只要加强系统的定期维护和消缺,烟气系统故障率会大幅下降。本文对CEMS的常见故障进行了分析,并提出了防范和处理措施,可供同行参考。
参考文献
烟气在线监测范文6
1固定污染源中废气监测的技术分析
在固定污染源中对废气进行监测，主要是采取速采样重量法，将管道内的颗粒物捕集之后，利用定电位电解法对测定的烟气中的颗粒物、氮氧化物以及二氧化硫等进行定量和定性。以下以最为常见的皮托管技术为例，就其在固定污染源中废气监测的应用流程做出分析：
1.1技术原理分析
1.1.1在对颗粒物进行采样时，由于测试仪的测控系统主要是微处理器，所以主要是微处理器与传感器检测得出的动静压这一技术参数，计算烟气的流速以及等速跟踪的流量。此时测控系统所测出的流量和传感器检测所得出的流量对比之后，再将其与之相应的控制信号进行计算，从而通过控制电路对抽气泵的抽气性能进行调整，确保实际流量与采样流量相同，并利用微处理器对流量计的压力与温度进行计算，将采取所得的实际体积进行換算，进而得到标准化的釆样体积，并利用滤筒捕捉的烟尘量与气体的体积，对所排放颗粒物的浓度进行计算。
1.1.2针对气体浓度的测量，需要将抽取的烟气进行除尘和脱水处理后，才能利用电化学传感器进行电化学反应，并在一定的条件下使得传感器传输的电流和待测的烟气污染物浓度之间成正比，再将测量传感器所传输电流对烟气污染物的浓度进行计算，并根据检测的烟气排放量计算气体污染物的排放量。
1.2具体的应用流程分析
1.2.1做好监测采样准备。为了更好地对污染源进行监测，首先应切实做好监测采样的准备工作，尤其是现场勘查，其作为整个准备工作的核心，需要通过现场勘查对生产规模、原料、污染特点和生产量进行确定，从而在对污染处理设置进行分类，掌握污染物排放设施的位置，从而勘查污染源现场之后对监测点位进行确定，并结合国家有关监测规范对监测断面与点位进行确定，对釆样位置进行合理的确定，这就给整个废气监测的有效性奠定坚实的基础。一般来看，常见的采样位置主要在污染物气流的速度和浓度分布较为均匀的管段之上，以确保所采集的样本的精准性。当烟道属于圆形时，还应在弯头或阀门的上部作为设置点，当原道为矩形时，就应对其直径进行计算，一般断面气流速度应大于等于5m/s,若现场受到限制，就应适当地增加测点的数量。
1.2.2精心设置采样孔与采样点。在采样孔设置过程中，若烟道属于圆形，就应在烟道相互垂直的直径线上设置采样孔。若烟道属于矩形，就应在延长线上设置采样孔。而在采样点布置过程中，其合理性直接决定着整个监测结果的精准性，尤其是对整个监测质量也会带来巨大的影响。所以，在布设采样点和确g其数量时，必须严格按照规范的方法进行釆样，从而更好地为监测采样工作的开展奠定坚实的基础，也为整个决策的制定提供较大的参考价值。
1.2.3釆集样品。在进行采样监测工作前，应就监测所采取的仪器设备进行校正和检查，且所有环节检查严禁遗漏，否则就会给监测结果的精准性带来影响。因而在样品采集过程中，必须确保烟道尺寸精准测量，彻底地清理烟道内所沉淀的灰尘，并根据有效断面尺寸设置采样点，计算烟道的中心位置，掌握引风机的风量及其所处的位置，对是否存在漏风部分进行监测采样，而为保证监测数据的有效性，应定期记录设备运行的情况，同时釆样时的各项技术参数应准确有效，并将其偏差尽可能地降到最低。
1.3具体的仪器使用方法
在仪器使用过程中，主要是采用皮托管等速采样重量法捕集管道中颗粒物，定电位电解法定性定量测定烟气中颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等。
1.3.1应对干燥剂以及仪器的连接状态进行检查，尤其是干燥剂变色之后应及时地进行更换，采用220V的电源，将电源线接通之后，指示灯亮后将电源开关打开，工作灯亮后对显示器和键盘以及采样泵进行检査。
1.3.2应对管路进行连接，把主机面板的P接嘴的正负极与皮托管的接嘴进行连接，而皮托管面向气流方向接嘴与正极相接，北向气流方向的接嘴则应与负极相连接，再按照顺序把主机和干燥筒以及烟尘取样管进行连接。
1.3.3在仪器操作过程中：
第一，应加强参数的设置，例如时间、日期和大气压等参数。
第二，在点位设置过程中，主要应在烟尘采样上对下述距离进行标记：（1)圆形烟道的直径和分环数以及测孔外端与烟道内壁之间的距离；（2)测点与套管外端的距离。
第三，对工况进行测量，从而实现自动调零，由于此时皮托管的接嘴已经悬空，所以数值回零且稳定，调零之后应对烟气温度进行测量，对烟气的流速进行测量，并确保所选取的采样嘴符合采样之后将滤简放入，从而自动跟踪和采样，并在滤筒编号与采样的时间输入之后进行采样。
第四，在烟气测量过程中，应利用新鲜的控制对仪器进行校准才能测量，待读数稳定之后才能记录。
1.3.4在仪器维护过程中，为了确保仪器的使用寿命得到有效的延长，确保所得的测量值准确而又可靠，应对传感器的灵敏性等各项性能定期进行校验，若出现问题应及时进行更换，当仪器釆用后应用纯氮冲洗以排除仪器中的有害气体，从而预防传感器被污染。
2注意事项
2.1烟气温度测定方面的注意事项
由于在废气监测中往往容易忽视对其温度的监测，所以必须加强对烟气温度的监测。在实际测定过程中，主要是利用仪器自身的信号线把监测仪器与烟枪连接起来，而烟气的温湿度给整个监测结果将会带来较大的影响。所以，应严防在气体采集过程中在管路内出现冷凝的情况，烟气采集管道在采样之前就应对其进行加热处理，才能确保其温度达标，从而避免连接管路与被测气体相吸附。
2.2尘粒对风量干扰方面的注意事项
在采样除尘之前的管道时，因为其尘粒的浓度较高，所以为减少给整个生态环境带来的破坏，在除尘前采集样品时，应适当增加除尘之前的采样点数量，并在一定程度上增加采样点采样的时间，但是采样时间严禁过长，否则就会由于集尘过量而导致其被堵塞，从而增加采样的误差。
3结语
综上所述，环境污染己成为全球共同关注的话题。为了切实加强环境保护工作，首先必须注重污染源中废气的监测，掌握固定污染源中废气监测的技术原理，并严格按照其监测流程对其进行监测，从而为环保策略的制定和污染源的控制提供技术性的依据和支持，最终促进我国环保事业的可持续发展，并为此而不懈努力。
